[發明專利]低純鈮-高純鈮混合制備超導腔及其制備方法

在審

• 申請號: 202111054272.6
• 申請日: 2021-09-09
• 公開（公告）號: CN113677082A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 徐孟鑫;黃玉璐;張升學;何源;劉魯北;蔣天才;王若旭;劉通;李春龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院近代物理研究所
• 主分類號: H05H7/20
• 分類號: H05H7/20;H05H7/18;B23P15/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 任文娟

1.一種低純鈮-高純鈮混合制備超導腔，其特征在于，所述超導腔的幾何結構確定后，通過有限元分析得到所述超導腔內的高頻電磁場分布，在運行的過程中，腔體發熱最嚴重的區域在強磁場區，此區域采用高純鈮板材或棒材，而在其他區域采用低純鈮板材或棒材。

2.根據權利要求1所述的低純鈮-高純鈮混合制備超導腔，其特征在于，所述超導腔包括：

外導體(1)，其為中空結構，所述外導體(1)的第一端固定在底板(5)上，在靠近所述外導體(1)的第一端處開設有沿其軸向對稱設置的兩槽孔，所述槽孔內裝配有鼻錐(9)，所述鼻錐(9)上裝配有束流管道(10)；

內導體(2)，其亦為中空結構，設置于所述外導體(1)的空腔中，所述內導體(2)的第一端裝配有漂移管(8)，所述漂移管(8)與所述束流管道(10)位于同一中心軸線上。

3.根據權利要求2所述的低純鈮-高純鈮混合制備超導腔，其特征在于，所述超導腔為四分之一波長腔，所述內導體(2)為高純鈮腔體。

4.根據權利要求3所述的低純鈮-高純鈮混合制備超導腔，其特征在于，所述外導體(1)為低純鈮腔體，所述鼻錐(9)為低純鈮鼻錐，所述束流管道(10)為低純鈮束流管道，所述漂移管(8)為低純鈮漂移管。

5.根據權利要求4所述的低純鈮-高純鈮混合制備超導腔，其特征在于，所述外導體(1)和所述內導體(2)的第二端裝配有端蓋(3)，二者通過所述端蓋(3)連接，所述端蓋(3)上設置有清洗口(4)，用于對所述外導體(1)和所述內導體(2)進行清洗，所述端蓋(3)為高純鈮端蓋，所述清洗口(4)為高純鈮清洗口。

6.根據權利要求5所述的低純鈮-高純鈮混合制備超導腔，其特征在于，所述底板(5)上設置有功率耦合口(6)，所述外導體(1)上設置有信號提取端口(11)，用于收集所述外導體(1)和所述內導體(2)內的信號，所述功率耦合口(6)為低純鈮耦合口，所述信號提取端口(11)為低純鈮端口。

7.根據權利要求6所述的低純鈮-高純鈮混合制備超導腔，其特征在于，所述底板(5)上設置有加強筋(7)，用于提高所述底板(5)的機械強度，所述底板(5)為低純鈮底板，所述加強筋(7)為低純鈮加強筋。

8.一種如權利要求1所述的低純鈮-高純鈮混合制備超導腔的制備方法，其特征在于，包括：

采用RRR值大于300的高純鈮材料，通過沖壓模具或機械加工方法制備出腔體發熱最嚴重區域的零部件；

采用RRR值為30的低純鈮材料，通過沖壓模具或機械加工方法制備出腔體發熱最嚴重區域以外的其他區域的零部件；

利用超聲清洗裝置對經上述兩個步驟加工完成的零部件進行超聲清洗；

采用氫氟酸：硝酸：磷酸＝1：1：2體積比例組成的混合酸，對超聲清洗完的零部件進行化學清洗，酸液溫度控制在20°以下，清洗時間控制在10-40分鐘；

用電阻率不小于18MΩ·cm的超純水，對化學清洗完的零部件進行清洗，并在優于1000級的超凈室中晾干；

利用真空電子束焊機對超凈室中晾干的零部件進行焊接，制造完成。